国防军工周报（7.29-8.2）：高效费比制导炸弹驱动含能炸药及智能模块需求跃升

国防军工周报(7.29-8.2)： 高效费比制导炸弹驱动 含能炸药及智能模块需求跃升 国联证券国防军工研究团队 2024年8月4日 证券研究报告 报告评级：强于大势丨维持 请务必阅读报告末页的重要声明 结论 第三部分 航空炸弹的模块化设计、套件价格及装药情况 第二部分 目 录 第一部分 高效费比航空炸弹或符合当前低成本和智能化战争趋势 1、高效费比航空炸弹或符合当前低成本和智能化战争趋势 ◥航空炸弹是飞机挂载投放的无动力打击弹药，是现代高技术局部战争中使用数量最大的常规兵器之一，具有高毁伤、远射程、高精度、低成本的优势。 ◥航空炸弹一般都由弹体或战斗部、弹翼、引信、弹耳(或弹箍)等几部分组成。一些特殊航弹还加装有制导装置、升力翼面、减速装置等附件以实现特定功能。 GBU-53/BSDBII——“暴风之锤”滑翔式精确制导航空炸弹 ◥航空炸弹品类繁多，用于摧毁或杀伤目标的主用炸弹包括爆破炸弹、杀伤炸弹、燃烧炸弹、穿甲炸弹、集束炸弹、子母炸弹和制导炸弹等。 资料来源：张小帅《美国海军航空炸弹技术发展简析》，龚程奎《现代航空炸弹综述》，太阳谷《国外无人机载弹药发展概况》，国联证券研 究所4 ◥战时航弹需求量及生产效率将得到较大提升。根据魏齐《俄罗斯重启“超级炸弹”生产》，与2023年相比，2024年俄罗斯西部的某兵工厂各类弹药的总体生产率增加了5倍。特别是FAB-500炸弹的产量增加了数倍，FAB-1500的产量翻了一番。此外，该厂组织了FAB-3000重型炸弹的量产。恢复生产FAB-3000航空炸弹，旨在打击各种复杂和受保护的重要目标。 ◥航弹杀伤半径可达近千米，杀伤能力强。FAB-3000的特征明显，弹体相对较短，头部整流罩上安装有防跳环，尾部装有稳定翼和稳定环，长约3.3米，弹体直径820毫米，翼展约1米，没有引信的炸弹总质量达到3067公斤；其中，弹体占1600公斤，炸药装药量为1387公斤。据“保加利亚军事网”报道，FAB-3000“爆炸半径”预计将近900米，可以造成广泛破坏。此外，根据美国《大众机械》网站的报道，俄罗斯500公斤炸弹对软目标的杀伤半径为140米，航弹杀伤半径较大。 俄军使用带有通用滑翔和修正模块的FAB-3000 ◥航空制导炸弹凭借高毁伤、远射程、高精度、低成本的优势在航空武器弹药中占据极其重要的地位。其发展大致可分为以下3个阶段: 第1阶段——基本无导引系统：此阶段航空制导炸弹处于发展的初级水平，主要技术包括低阻气动外形、无导引等。投射后不可控、命中精度低，适合打击面目标。典型代表为美国的Mk80系列航空炸弹。 第2阶段——以常规弹药加装被动指导系统为主：主要技术包括激光半主动、卫星制导，通过在常规弹药上增加激光导引头或制导装置，以提高弹药命中率，典型代表有美国的宝石路系列激光制导炸弹、联合直接攻击弹药(JDAM)等。 制导炸弹发展历程 第3阶段——具备主动设计的智能化复合制导系统:此阶段主要是在第二代制导炸弹基础上发展而来的复合制导技术。中制导采用INS/GPS，末制导采用激光、红外成像、激光/红外/毫米波，其典型代表有美国的卫星、激光复合增强宝石路Ⅱ、增强宝石路Ⅲ炸弹以及采用红外成像/毫米波雷达导引头的宝石路Ⅳ炸弹等。 ◥滑翔距离对航弹圆概率误差影响较大。根据李卓鹏的《联合制导攻击武器建模与仿真研究》，尽管JDAM进行无动力飞行的射程较大，但滑翔距离超过一定范围时命中精度将大大降低。从12000m投放，当目标在20km左右时脱靶量为0.66m，圆概率误差为0.29m;当目标在30km左右时JDAM的脱靶量为1.78m,圆概率误差为1.32m;而当目标在35km左右时脱靶量大于12m,圆概率误差也成倍增加。 ◥投放点的高度也对命中精度有较大的影响。目标在20km左右，从12000m投放时的脱靶量要比从8000m时的小2m。这说明高空投放的效果较低空要好一些。 ◥JDAM与常规炸弹和制导炸弹相比,精确度优势明显。相同重量的三种炸弹都从8000m高空投下,常规炸弹的射程仅为7km,脱靶量却高达 JDAM激光导引头四象限原件的定向原理 软件仿真界面 60m,JDAM的脱靶量与制导炸弹相当,脱靶量在3m左右,但射程是后者的4倍。 ◥通用化、系列化和模块化是发展方向，美军形成了6大系列约135型的较为完备的航空炸弹体系。根据唐奕的《近距空中支援典型目标特性分析及航空炸弹使用研究》报告介绍，从美军制导弹药的发展历程不难看出，其在研制过程中大都采用通用化、系列化和模块化设计，形成了6大系列约135型的较为完备的航空炸弹体系。 ◥以最初的MK系列炸弹为基础，通过更换通用的不同制导组件模块和战斗部类型，美军发展了宝石路系列和JDAM系列。JSOW、WCMD通过换转子弹药和战斗部类型，也实现了产品的系列化发展。小直径炸弹通过更换导引头和战斗部，形成了GBU-39和GBU-53，增强了对坚固目标和移动目标的打击能力。 ◥航弹制导方式包括：卫导+惯导+激光半主动+红外等多种类型。目前应用在航空炸弹上的复合制导技术主要是采用卫星导航（GPS）/惯性导航（INS）制导复合，也有一些采用GPS/INS中制导和寻的末制导复合。 ◥除战斗机及轰炸机外，无人机搭载搭载航弹也逐步推广使用。近年来，美国多次利用无人机作战平台，在阿富汗、伊拉克、也门、索马里等遥远地区执行作战任务。根据军事文摘的《袭杀伊朗高级将领的美军MQ-9收割者无人机》统计，仅2015.1～2017.8期间，MQ-9无人机就投放了约1500枚弹药。 美国海军现役精确制导炸弹型号 资料来源：唐奕《近距空中支援典型目标特性分析及航空炸弹使用研究》，张小帅《美国海军航空炸弹技术发展简析》，潘金宽《袭杀伊朗高 级将领的美军MQ-9收割者无人机》，国联证券研究所8 ◥航弹的不同组成部分模块化设计，以满足不同装备要求。根据唐奕《国外模块化制导航空炸弹发展概述》介绍，制导航空炸弹的模块化，是将航空炸弹系统按功能不同分成若干模块，即通用模块、特殊模块和中间过渡连接模块。每个模块可按预定的接口关系、特定的功能，进行独立设计、生产和检验。因此，根据不同的任务，可快速选用不同模块组成完整的弹药系统。如不同功能的导引头、战斗部、引信、子弹药等单元，按每一系列统一的接口关系、结构尺寸等独立研制，根据不同的使用要求，选用不同的模块，组成航空弹药，执行特定任务。 模块化弹药分离器件 GBU-15模块化滑翔制导航空炸弹 ◥得益于模块化设计，美军可对原有航弹进行模块升级改造。根据《洛马公司获美空军宝石路Ⅱ+激光制导炸弹套件后续合同》报告披露，洛马公司获得美国空军一份价值3400万美元的宝石路II+激光制导炸弹(LGB)GBU-10、GBU-12和GBU-16套件后续生产合同，表明美军也在对航空炸弹进行套件生产改造，以提升装备的精确打击能力。 资料来源：唐奕《国外模块化制导航空炸弹发展概述》，《洛马公司获美空军宝石路Ⅱ+激光制导炸弹套件后续合同》，李超《国外海军机载 武器装备技术发展研究》，国联证券研究所9 ◥根据罗斯1999年发表的《俄罗斯航空制导炸弹》，空制导炸弹的价格要比普通炸弹高出许多。一枚500磅级的普通炸弹(如美国MK82型)价格为3000美元,2000磅级的炸弹(如美国MK84型)价格为8500美元;而一枚美国“宝石路”Ⅱ系列的CBU-12型制导炸弹(MK82战斗部)价格为22000多美元,GBU-10型制导炸弹(MK84战斗部)价值则高达30000美元。 ◥增加GPS/INS制导系统的航弹套件价格2.7万美元，约合19.5万人民币。根据《美国MK82通用航空炸弹及变体综述》，2015年，如果能够同时使用GPS和INS制导系统，GBU-38的投掷精度为5米或更小。如果GPS在发射后被卡住/出现故障或被电子干扰，GBU-38的投掷精度将为30米。2015年，JDAM制导套制包的成本约为27000美元。 ◥增加GPS/INS制导+激光制导系统的航弹套件价格4.2万美元，约合30.3万人民币。GBU-49有激光制导武器的精度，同时保持全天候能力。 Mk82变体—GBU-38 宝石路II激光制导炸弹（GBU-12PGM） GBU-49使用GPS/INS制导时的投掷精度小于10米，使用激光制导时投掷精度小于4米。2015年，GBU-49制导装置价格42000美元。 资料来源：罗斯《俄罗斯航空制导炸弹》，军鹰动态《美国MK82通用航空炸弹及变体综述》，国联证券研究所 ◥在1991年的海湾战争中，美军首次使用“宝石路”激光制导炸弹，在攻击伊拉克的地面目标中，虽然精确制导炸弹数量在总弹药数量中占比只有6.8%，但是摧毁的目标却在摧毁目标总数中占比高达50%。 ◥打击相同目标，激光制导炸弹效率比普通炸弹提升上百甚至上千倍。根据《激光制导航空炸弹的发展与费效比分析》，在海湾战争使用的武器中,激光制导炸弹占50%以上,美空军共投放8000枚激光制导炸弹,命中精度达0.9m。据美国统计,轰炸一个目标,在第二次世界大战时要投放9000枚炸弹,越南战争时需要200枚,海湾战争时只需要1一2枚激光制导航空炸弹即可完成任务。 ◥从效费比角度分析，激光制导航弹依然远高于普通炸弹。根据《激光制导航空炸弹的发展与费效比分析》模拟计算，不同航弹类型攻 击相同目标，激光制导炸弹的花销数量是电视制导炸弹的1/6，普通炸弹的1/24，激光制导炸弹性价比突出。 一定假设条件下攻击相同目标不同航弹需求量及花费 资料来源：毛景立《激光制导航空炸弹的发展与费效比分析》，张小帅《美国海军航空炸弹技术发展简析》，国联证券研究所 ◥我国航弹种类多，研制经验丰富。2006年，第六届中国国际航空航天博览会（珠海航展）召开，其中公开展出的精确制导炸弹包括： “飞腾－1”型，“飞腾－3”型，“雷石－6”型以及“雷霆－2”型总共四种，表明我国已经研制航弹多年，经验丰富。 “雷石－6”滑翔卫星制导炸弹：战斗部为440公斤，最大滑翔距离为48公里到60公里，可以在全天候条件下作战，制导模式为卫星导航／惯性导航组合制导，导弹的制导精确度达到15米； “雷霆－2”激光制导炸弹：500公斤激光制导炸弹，弹体前后各有4片控制弹翼，前端有激光导引头； “飞腾－1”型炸弹：500公斤级精确制导炸弹；从现役的500公斤普通航空炸弹上取下原有的尾翼装置，装上由惯导系统和GPS接收机、外部控制舵面组成的制导控制组件，即改装成为精确制导炸弹，适应于装备有机载主惯导的所有载机； “飞腾－3”型制导炸弹：新型激光制导炸弹，250公斤。 带折叠翼的250千克“雷石”6制导炸弹 资料来源：薛雨闻《中国精确制导炸弹四大明星》，行健《回望2010年珠海航展中国12机载制导炸弹大幅跃进》，国联证券研究所 2、以黑索金为主的含能炸药需求边际受制导炸弹驱动较大 美军主要导弹和弹药2025财年采购数量及经费情况 武器系统 数量 总采购经费（单平均位：亿美元） 单价（单位：万美元） “战斧” 22 5.65 2566.8 “联合防区外空地导弹” 550 8.25 150.0 “远程反舰导弹” 205 6.81 332.0 “海军打击导弹” 102 2.04 200.1 “精确打击导弹”(PrSM) 230 4.93 214.2 增程型“先进反辐射导弹”(AARGM-ER) 285 4.22 148.1 “海尔法” 40 0.30 74.8 “联合空地导弹”(JAGM) 205 1.24 60.7 “小直径炸弹”I(SDBI) 604 0.42 7.0 “小直径炸弹”Ⅱ(SDBⅡ) 1148 4.05 35.2 “联合直接攻击弹药”(JDAM) 2960 2.00 6.8 “制导多管火箭发射系统” / 12.21 / “标枪” 1053 3.88 36.8 AIM-9X空空导弹 362 1.93 53.3 “先进中程空空导弹”